杨 垒（安徽水利开发股份有限公司）

型钢混凝土在大跨度建筑中的应用研究

杨 垒（安徽水利开发股份有限公司）

近年来，随着建筑行业不断发展，大跨度建筑被广泛应用到不同类型的建筑场所中。大跨度建筑在实际施工难度大，对于建筑材料的要求比较高。型钢混凝土是大跨度建筑中的重点材料，该材料在大跨度建筑中的应用，能够有效的提升大跨度建筑的稳定性，满足大跨度建筑预应力需求。基于此，本文立足于大跨度建筑施工的研究，分析型钢混凝土在大跨度建筑中的实际应用。

型钢混凝土；大跨度建筑；应用；研究

前言

型钢混凝土在大跨度建筑中的应用具有承载力大，延性好等特点。随着国家对于建筑的投入力度逐渐加大，以型钢混凝土为材料的大跨度建筑应用越来越广泛。型钢混凝土实际上为组合结构，以型钢为骨架的结构杆或者是结构构件，在结构的外围包上钢筋混凝土，从而形成了组合结构。型钢混凝土材料与其他材料相比，在建筑中的应用前景更加的广阔。

1 型钢混凝土的结构特点

1.1 建筑结构的抗震性良好

在型钢结构外部是外包混凝土，外包混凝土的存在使得建筑的结构稳定性提升。同时能够对建筑结构框架进行约束，当遇到地震的情况时，外包混凝土法能够防止型钢局部出现扭曲，从而提升建筑型钢骨架的整体刚度和抗扭能力。在大跨度建筑中，采用的是实腹型的型钢混凝土构件，改善建筑结构的脆弱性，并且使得建筑结构能够体现出比较良好的抗震性能。

1.2 建筑结构的承载力高

型钢混凝土构件内部型钢与外包混凝土能够形成一定的整体，并且实现建筑的整体结构统一受力，并且其受力性能大于一般的建筑结构。型钢混凝土结构具有较强的耐火性、耐久性，在实际建筑施工中的承载力比较高。同时该种型钢良好性能能够有效的发挥出来，在利用混凝土抗压性能的基础上，提升建筑的拉抗压性能。

1.3 建筑结构综合经济效益好

型钢混凝土建筑结构在实际的建筑中的应用，与其他的建筑结构相比，其综合经济效益比较好。型钢混凝土结构在大跨度建筑中，能够充分的利用混凝土抗压性能良好的优势，应用到大跨度建筑中，一方面节约材料，另一方面截面小，施工中布置比较灵活。

2 型钢混凝土在实际建筑中的存在的问题

2.1 在大跨度建筑中应用施工难度大

型钢混凝土在大跨度建筑中的应用虽然存在着很多优势，但是在实际施工中，对于其要求比较高。需要施工人员按照施工图纸，在有限的构建界面内部，根据实际的需求，准确放置型钢、纵筋、箍筋等。对于大垮度建筑来说，梁柱节点部位的施工比较关键。梁主筋需要注重解决与柱内的型钢混凝土相互交错的问题。此外，施工技术人员还需要关注的箍筋的问题，箍筋在实际的建筑中会与多种建筑结构相互交错。基于以上问题的存在，型钢混凝土在大跨度建筑中的应用难度系数比较大[1]。

2.2 在大跨度建筑中应用施工组织要求高

由于大跨度建筑结构比较特殊，在实际施工中，无论是对建筑施工方法以及施工人员的技术要求都比较高。从技术人员方面分析，由于大部分的操作人员都未经过专业的培训，文化水平不高，对于型钢混凝土结构施工只能根据个人经验进行施工，而不能采取科学的施工技术进行施工。从施工技术方面，施工要求高，施工技术难以满足其需求。

3 型钢混凝土在大跨度建筑中的应用实例分析

3.1 工程概况

某市在建的大型公用建筑工程中，地上占地总面积为5.2万m2，地下总面积为2.4万m2，总建筑面积7.6万m2。对该工程的建筑框架、抗震设计、建筑缝等信息进行介绍：①建筑框架信息；该大跨度建筑在实际的施工中，主要采用的现浇钢筋混凝土框架，局部采用的型钢混凝土框架结构。其中型钢混凝土柱及型钢混凝土梁主要应用到地下室柱、地下室顶板及一、二层结构部位，主要型钢混凝土分布区域在一、二层中庭及连廊部位。这样的应用目的就是为满足内庭大跨度连廊及大空间中庭设计要求，同时保证消防登高车能够通过地下室顶板进入内庭，满足消防使用要求；②建筑抗震设计信息；该建筑的抗震设防烈度在Ⅶ度，建筑类别为一级，该大型公用建筑的总长度210m，宽为110m；③建筑缝信息；在实际的建筑中，为了满足建设单位功能使用需要，在建筑的主体楼与地下室之间采用预应力管桩基础，有效的减小建筑的总体绝对沉降量。

3.2 结构选型

当大跨度建筑方案设计完毕之后，设计师需要根据建筑性质进行建筑结构选型。在进行结构选型环节，首先需要对该建筑结构性质进行详细的分析，首先从建筑的结构跨度上分析，在实际施工中，为了提升建筑的承重能力以及建筑的安全性，需要考虑到建筑的功能需求。能够满足以上建筑需求的建筑结构有两种：①全钢框架结构；②型钢混凝土。对于前者能够满足建筑防腐的要求，但是在实际结构设计中，维护起来难度大。而采用型钢混凝土则不同，其承载力高，结构施工中不会受到含钢率的限制，其承载力能够高于同样外形尺寸的钢筋混凝土构件的承载力，从而有效的减轻结构体自重。型钢混凝土结构能够有效的控制梁截面刚度，减小梁柱线刚度比。同时在建筑结构梁的内部进行型钢的设置，其延性将会大幅度的提升。

3.3 梁柱节点设计

型钢混凝土在实际大跨度建筑中的应用，其梁柱节点构造结构需要具备构造简单、受力明显等特点。在这样的基础上，才能够便于混凝土浇筑以及配筋部分的施工。在本工程中，型钢柱在地下一层与人防顶板处相交，梁内钢筋众多，那么在实际的施工中，如何解决钢筋混凝土梁与型钢混凝土柱节点区钢筋锚固问题，是该工程中的难点所在。在实际施工环节，在借鉴图集的构造做法之后，在本工程节点设计中，需要遵循以下原则：

（1）型钢混凝土施工需要采用柱贯通型。型钢梁与型钢柱在实际连接环节，需要采用刚性连接方式，在连接中，还需要注意翼缘与柱上型钢翼缘的焊缝连接。其腹板需要采用高强的螺栓连接[3]。梁柱结构图如图1。

（2）钢筋选择。在型钢混凝土结构施工中，进行钢筋的选择，需要注意选择直径比较大的钢筋材料，从而能够有效的减小施工中钢筋的使用根数。

图1 梁柱结构图

（3）框架梁柱的施工。在框架梁柱的纵向受力施工中，其钢筋在框架节点区的锚固以及搭接需要满足 《混凝土结构设计规范》要求，钢筋尽量要避开型钢。在无法避开的环节，需要根据实际施工需求进行不同构造的施工。例如，当梁主筋遇柱内型钢如图2所示时，柱的施工需要避开翼缘开孔，并且采取加设钢腿的做法。并且钢筋采用机械锚固的形式，焊接于钢腿上。当钢筋在柱型钢的弱轴方向，钢筋需要优先以机械锚固的形式焊于钢腿上。

图2 钢筋梁柱节点示意图

3.4 实际施工中需要考虑到的问题

在实际施工中，为了提升建筑的安全性，需要考虑到以下问题：

（1）建筑形变要求。在大跨度处需要结构梁高以及梁宽较大，在采用一般矩形截面时，型钢混凝土主梁的自重比较大，占据整个楼盖结构自重的比例比较大。为了充分的发挥出型钢混凝土承载力，减小结构梁的自重，需要对大跨度结构型钢组合结构进行合理分配。

（2）设计结构的受力，需要将整个框架分为多个构件，一方面满足建筑构件的运输，另一方面能够满足拼装以及吊装要求。

4 结论

综上所述，随着社会不断发展，大跨度建筑越来越多。大跨度建筑中对于建筑的结构要求比较高。型钢混凝土建筑结构应用到大跨度建筑中，能够提升建筑的抗震性。自本文中对型钢混凝土结构特点进行分析，通过实际的建筑工程项目分析其在具体工程应用中存在的问题，并提出建筑设计中需要注意的问题。希望相关的研究能够促进大跨度建筑的发展。

[1]韩 宁，李晓润，吕俊江.型钢混凝土在大跨度悬臂梁结构中的应用[J].建筑技术，2012，03：276～277.

[2]陈凌寒.型钢混凝土在大跨度结构中的应用[J].中华民居，2011，09：50～51.

[3]黄 志.大跨度预应力型钢混凝土梁受力性能研究[D].长沙理工大学，2011.

TU398.9

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2095-2066（2016）24-0179-02

2016-8-10